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Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Organização Brasileira Organização Brasileira para o Desenvolvimento para o Desenvolvimento da Certificação Aeronáutica da Certificação Aeronáutica Realização Apoio » Quinto nível 28/10/2010 1 Patrocínio

Organização Brasileira para o Desenvolvimento Clique para ...€¦ · instituto tecnolÓgico de aeronÁutica projeto aeronave nÃoaeronave nÃo-tripulada autÔnomatripulada autÔnoma

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– Segundo nível

• Terceiro nível– Quarto nível

Organização Brasileira Organização Brasileira para o Desenvolvimento para o Desenvolvimento da Certificação Aeronáuticada Certificação Aeronáutica

Realização Apoio

– Quarto nível

» Quinto nível

28/10/2010 1

Patrocínio

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

PROJETOPROJETO

AERONAVE NÃO-TRIPULADA AUTÔNOMAAERONAVE NÃO TRIPULADA AUTÔNOMA PARA INSPEÇÃO DE LINHAS DE

TRANSMISSÃOTRANSMISSÃO

CHESF – CESAR – ITACHESF CESAR ITA

Projeto de P&D CHESF / ANEELProjeto de P&D – CHESF / ANEELPrazo de Execução: 30 meses

2010 - 2012

Outubro de 2010 1

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Instituições PartícipesInstituições Partícipes

AplicaçãoCHESF COMPANHIA HIDRO ELÉTRICA DO SÃO FRANCISCOCHESF - COMPANHIA HIDRO ELÉTRICA DO SÃO FRANCISCO

Execução, Gestão Financeira e AdministrativaCESAR - CENTRO DE ESTUDOS E SISTEMAS AVANÇADOS DO RECIFE

Coordenação e ExecuçãoCoordenação e ExecuçãoITA - INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

G tã Fi i Ad i i t tiGestão Financeira e AdministrativaFCMF - FUNDAÇÃO CASIMIRO MONTENEGRO FILHO

Outubro de 2010 2

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Histórico

2004 - 2006 - Projeto FINEP – CESAR / ITA / FCMF / CHESF

2007 - 2009 - Negociações / Viabilização do Projeto ANEEL

2010 - 2012 - Execução do Projeto - ITA / FCMF / CESAR / CHESF2010 2012 Execução do Projeto ITA / FCMF / CESAR / CHESF

Outubro de 2010 3

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Inspeção de Linhas de Transmissão

• Procedimento de exame técnico para verificar:– A linha de transmissão;– Componentes e– Entorno.

• Objetivo da Inspeção:– Detectar defeitos ou anomalias que estejam comprometendo ou

venham a comprometer a operação ou a vida útil da linha, e a segurança de pessoassegurança de pessoas.

• Tipos de Inspeção:– Minuciosa;Minuciosa;– Expedita;– Aérea (entre outras).

Outubro de 2010 4

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Inspeção AéreaInspeção Aérea

• Espectro Visível– Tipicamente voltada para a detecção de defeitos do tipo:

• Quebra de isoladores;• Invasão de faixa;

Q i d• Queimadas e• Rompimento de cabos.

• Espectro Infravermelho• Espectro Infravermelho– Inspeção termográfica para detecção de pontos quentes em:

• Emendas;• Isoladores etc• Isoladores etc.

Outubro de 2010 5

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

JustificativasJustificativas

• Disponibilidade do serviçoM t ã diti• Manutenção preditiva

• Substituição de helicópteros tripulados– Alto custo de operação– Alto custo de mobilização para inspeções não planejadas– Baixa flexibilidade para emergências noturnas– Alto impacto (imagem e lucratividade) em caso de acidentes

• Contribuições nas áreas de– Qualidade de energia– Eficiência energéticaEficiência energética

Outubro de 2010 6

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Objetivo Geral

Projeto, construção, integração e testes de um

veiculo aéreo não-tripulado semi-autônomo paraveiculo aéreo não-tripulado semi-autônomo para

inspeção de linhas de transmissão para detecção,

localização e caracterização defeitos.

Outubro de 2010 7

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

MetodologiaMetodologia

• Inovaçãoç• Abordagem experimental• Soluções pragmáticas

Fundamentação teórica• Fundamentação teórica• Redução de riscos• Modelos de Desenvolvimento

– Plataforma aérea prova de conceito – ALFA– Plataforma aérea aprimorada - BETA– Protótipo para integração de sistemas – DELTA I– Protótipo para prova de conceito da missão – DELTA II– Plataforma de asas rotativas – GAMA– Possivelmente outros....

Outubro de 2010 8

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Metas do Projeto

1. Plataforma Aérea de Asa Fixa2. Guiamento e Controle da Plataforma Aérea de Asa Fixa e

Integração de Sistemas3. Sistema de Apontamento e Imageamento Embarcado4 Plataforma Aérea de Asa Rotativa4. Plataforma Aérea de Asa Rotativa

Outubro de 2010 9

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Meta 1 – Plataforma Aérea de Asa Fixa

AERONAVE ALFA

Prova de Conceito Aeronáutico

Outubro de 2010 10

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Alfa características geraisAeronave Alfa – características gerais

1. Aeronave de pequeno porte2. Tempo de desenvolvimento reduzido3. Baixo custo4. Raio de ação máximo 10 km5. Velocidade padrão 80 km/h6 Distância da linha de transmissão 60 m6. Distância da linha de transmissão 60 m7. Redução de efeitos das rajadas de vento8. Validação de conceitos teóricos aplicáveis a aeronaves

grandes e de velocidades superioresgrandes e de velocidades superiores

Outubro de 2010 11

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Elemento Parâmetro Geométrico Valor Unid.

Área (S) 0,883 m2 Envergadura (BW) 2,486 m

Corda (CW) 0,355 mInício do aileron, relativo à envergadura 60 % Final do aileron, relativo à envergadura 90 % Relação entre as cordas do aileron e asa 20 % Envergadura de cada aileron (BA) 0,373 m Corda do aileron (CA) 0 071 m

Asa

Corda do aileron (CA) 0,071 mPosição do bordo de ataque da asa 0,510 m Ângulo de incidência da asa na fusel. (Iw) Graus Área (Sh) 0,202 m2 Distância entre o CG e o BA da emp. hor. 1,183 m Envergadura (Bh) 0,840 m

Empenagem H i l

g ( ) ,Corda (Ch) 0,240 m Envergadura do profundor (Bp) 0,840 m Corda do profundor (Cp) 0,120 m Relação entre as cordas Cp/Ch 50 %

Horizontal

Ângulo de incidência da empenagem (Ih) Graus Área (Sv) 0 098 2Área (Sv) 0,098 m2Distância entre o CG e o BA da emp. vert. 0,990 m Envergadura (Bv) 0,313 m Corda na raiz (Crv) 0,422 m Corda na ponta (Crv) 0,204 m Enflechamento do bordo de ataque 26 graus

Empenagem Vertical

q gEnvergadura do leme (Bl) 0,313 m Corda média do leme (Cl) 0,094 m Relação entre as cordas Cl/Cv 30 % Ângulo de incidência da empenagem (Iv) 0,0 Graus Comprimento (Lf) 2,055 m Alt á i (Hf) 0 300

Fuselagem

Outubro de 2010 12

Altura máxima (Hf) 0,300 mLargura máxima (Bf) 0,250 m

Fuselagem

Comprimento do cone de cauda (Lc) 0,905 m Motor Potência Requerida (Tração x Velocidade) 2,65 Hp

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

A experiência adquirida no desenvolvimento da aeronave ALFA será usada na manufatura da aeronave Beta

Outubro de 2010 13

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Ensaio p/ determinar o torque que o motorTransmite p/ a aeronave

Ensaio p/ determinar a tração estática

Cabo de aço ligado a um dinamômetro

Nota: As montagens e os procedimentos experimentais desenvolvidos serão usados para testes semelhantes da aeronave Beta

Outubro de 2010 14

dinamômetro para testes semelhantes da aeronave Beta

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

Nova configuração para a bequilha

Configuração # 1Configuração original Configuração # 1Configuração original

Outubro de 2010 15

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

Configuração # 3Configuração # 2

Nova configuração para a bequilha

Configuração # 3Configuração # 2

Outubro de 2010 16

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

N d fí i d b h

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

Nova roda com superfície de borracha

PneuVálvula deenchimento

Elementos de borracha da nova roda nova roda montadaElementos metálicos

Outubro de 2010 17

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

Medida da Velocidade de Stall

Outubro de 2010 18Receptor de vídeo

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

Simulador de Voo

• Objetivo de possibilitar que o piloto voe o modelo da aeronave e ganhe j p q p gexperiência de pilotagem antes mesmo do voo real.

• Piloto tem a oportunidade de se familiarizar com a dinâmica da aeronave, incluindo a sua resposta aos controles de vôo.

NOTA: Este simulador de vôo também será aplicado a aeronave Beta assim como seráNOTA: Este simulador de vôo também será aplicado a aeronave Beta, assim como será muito útil no treinamento dos futuros pilotos, operadores da aeronave quando a mesma estiver em serviço na Chesf

Outubro de 2010 19

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave ALFA – Aprimoramento do projeto

Desenvolvimento de carenagem do motor

1. Proteger a entrada de ar do carburador, evitando assim qualquer possibilidade de g , q q pinstabilização da injeção de combustível.

2. Diminuir o arrasto aerodinâmico da aeronave3. Aumentar a tração efetiva, reduzindo a interferência da fuselagem no fluxo de ar gerado

pela hélicepela hélice.

Outubro de 2010 20

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

M t 1 Pl t f Aé d A FiMeta 1 – Plataforma Aérea de Asa Fixa

AERONAVE BETAAERONAVE BETA

Aeronave Aprimorada

Outubro de 2010 21

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Beta – Análise da Configuração

Configuração A: aeronave “pusher” caracterizada por ter dois “booms” fixados as asas e com duas empenagens verticais fixadas na outra extremidade.

C fi ã B t f t lt i lConfiguração B: aeronave com motor na frente, asa alta, empenagem convencional, escolhida.

( ) “ h ” (b) i l

Outubro de 2010 22

(a) “pusher” (b) convencional

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Pesos da Aeronave: Análise de SensibilidadePesos da Aeronave X Carga PagaPesos da Aeronave X Alcance

80

Velocidade = 80 km/h Alcance = 150 km

80

P d

Carga Paga = 10 kgf Velocidade = 80 km/h

6060

Pesos da aeronaveVazioCombustívelMax. de Decolagem

40

esos

(kgf

)

Pesos da aeronave40

esos

(kgf

)

20

Pe Pesos da aeronave

VazioCombustívelMax. de Decolagem

20

Pe

12 14 16 18

0

80 120 160 200 240 280

0

Outubro de 2010 23

12 14 16 18Carga Paga (kgf)

80 120 160 200 240 280Alcance (km)

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICAPesos da Aeronave: Análise de Sensibilidade

Pesos da Aeronave X Velocidade Tabela: Resultados da estimativa de peso da aeronave.

80

Carga Paga = 14 kgf Alcance = 150 km

Teste # Alcance

( km )L/D V

(km / h)Wpl (Kgf)

We (Kgf)

Wf (Kgf)

W0 (Kgf)

pAnálise paramétrica

60

( km ) (km / h) (Kgf) (Kgf) (Kgf) (Kgf) 1 100 13 80 10 33,3 3,51 46,9 2 150 13 80 10 34,9 4,25 49,1 3 200 13 80 10 36,5 5,0 51,6 4 250 13 80 10 38,3 5,85 54,2 5 150 13 80 12 40,7 4,96 57,7

40

Pes

os (k

gf)

6 150 13 80 14 46,3 5,7 66,0 7 150 13 80 16 51,9 6,4 74,3 8 150 13 80 18 57,4 7,1 82,5 9 150 11 80 14 47,5 6,2 67,8

10 150 15 80 14 45,5 5,3 64,9 11 150 13 90 14 47 4 5 8 67 2

20

Pesos da aeronaveVazioCombustívelMax. de Decolagem

11 150 13 90 14 47,4 5,8 67,2 12 150 13 100 14 48,3 5,9 68,3 13 150 13 110 14 49,3 6,0 69,3 14 150 13 120 14 50,2 6,05 70,2

90 100 110 120V l id d d A (K /h)

0

Peso Vazio

Peso Combustível

Outubro de 2010 24

Velocidade da Aeronave (Km/h) Peso Max. Decol.

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Relação Tração / Peso (T/W) Versus Carga Alar (W/S)Manobras

Cruzeiro

Dados de entrada relativos aos resultados: CLmax = 1,3

Ro = 1 1

ManobrasCruzeiro

Dados de entrada relativos aos resultados: CLmax = 1,3 Ro = 1,1

V l id d 22 2 /CruzeiroCurvaStallSubidaTeto Serviço

Ro = 1,1 Velocidade = 22,2 m/s Veloc. Stall = 14 m/s Fator de carga = 2. Angulo de subida = 22 graus Coef. Arrasto parasita = 0,050 Fator de Oswald = 0,8 Alongamento = 7

1

CurvaStallSubidaTeto Serviço

Velocidade = 22,2 m/s Veloc. Stall = 16,7 m/s Fator de carga = 2. Angulo de subida = 22 graus Coef. Arrasto parasita = 0,050 Fator de Oswald = 0,8 Alongamento = 7 Vs = 14 m/s Vs = 16,7 m/s

0.8

1

0.8

1

Ponto de projeto Ponto de projeto

Vs 14 m/s Vs 16,7 m/sRequisito de subida

0.6

ÇÃ

O /

PE

SO

(T/

W)

0.6

ÇÃO

/ P

ESO

(T/

W)

0.4

RE

LAÇ

ÃO

TR

0.4

RE

LAÇ

ÃO

TR

0

0.2

0

0.2

Outubro de 2010 25

0 100 200 300 400CARGA ALAR (w/s) (N/m2)

0 100 200 300 400CARGA ALAR (w/s) (N/m2)

W/S = 200W/S = 140

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICARelação Tração / Peso (T/W) Versus Carga Alar (W/S)

Vcr = 22,2 m/s

Aeronave maiorVs < Vcr

Vcr 22,2 m/s

W/S c/ valor baixo

Vs < Vcr

Valor Escolhido: W/S = 200 N/m2

P/ h b ilt W/S 530 N/ 2

R i i d bid

P/ homebuilt: W/S = 530 N/m2

Motor c/ maior potênciaT/W c/ valor elevado

Requisito de subida emencostas de montanhas

Manutenção da trajetória em ambiente com rajadas

V l E lhid T/W 0 6Outubro de 2010 26

Valor Escolhido: T/W = 0,6P/ Aeronave transporte: T/W = 0,25

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICADimensionamento da Aeronave – Wo = 50 kgf

COEF. DE SUSTENTAÇÃO 0,52 0,59 0,66 0,74 0,81 0,89 CARGA ALAR [N/M2] 140 160 180 200 220 240 Vel Stall [km/h] 50 3 53 9 57 1 60 2 63 2 66 0Vel. Stall [km/h] (CLmax=1,3)

50,3 53,9 57,1 60,2 63,2 66,0

Vel. Stall [km/h] (CLmax=1,1)

54,8 58,5 62,1 65,5 68,7 71,7

DIMENSÕES DA ASA: ÁREA [M2 3.504 3.066 2.725 2.453 2.230 2.044 EMVERGADURA [M] 4 952 4 632 4 367 4 143 3 951 3 782EMVERGADURA [M] 4.952 4.632 4.367 4.143 3.951 3.782CORDA NA RAIZ [M .94 .88 .83 .79 .75 .72 CORDA NA PONTA [M .47 .44 .42 .39 .38 .36 CORDA NA MÉDIA [M .71 .66 .62 .59 .56 .54 NUMERO DE REYNOLDS .96E+06 .90E+06 .85E+06 .80E+06 .77E+06 .73E+06 DIMENS. DA EMP. HORIZ ÁREA [M2 .801 .701 .623 .561 .510 .467 EMVERGADURA [M 1.790 1.674 1.578 1.497 1.428 1.367 CORDA NA RAIZ [M .60 .56 .53 .50 .48 .46 CORDA NA PONTA [M .30 .28 .26 .25 .24 .23 CORDA NA MÉDIA [M .45 .42 .39 .37 .36 .34 NUMERO DE REYNOLDS .61E+06 .57E+06 .54E+06 .51E+06 .48E+06 .46E+06 DIMENS. DA EMP. VERT. ÁREA [M2 .384 .336 .298 .269 .244 .224 EMVERGADURA [M 619 579 546 518 494 473EMVERGADURA [M .619 .579 .546 .518 .494 .473CORDA NA RAIZ [M .87 .82 .77 .73 .70 .67 CORDA NA PONTA [M .36 .34 .32 .30 .29 .28 CORDA NA MÉDIA [M .62 .58 .55 .52 .49 .47 NUMERO DE REYNOLDS .84E+06 .79E+06 .74E+06 .70E+06 .67E+06 .64E+06 AFILAMENTO 42 42 42 42 42 42

Outubro de 2010 27

AFILAMENTO .42 .42 .42 .42 .42 .42 GRUPO MOTO - PROP: TRAÇÃO [N 294.30 294.30 294.30 294.30 294.30 294.30 POTENCIA DE EIXO [HP� 10.97 10.97� 10.97� 10.97 10.97 10.97

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Dimensionamento inicial da aeronave

1. Carga paga especificada em 10 kgf g p g p g

2. Estimado o peso do para-quedas em 3 kgf

3. Alcance fixado em 100 km

Outubro de 2010 28

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Outubro de 2010 29

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Meta 2 – Guiamento e Controle da Plataforma Aérea de Asa Fixa e Integração de Sistemas

AERONAVE DELTA I

Integração de Sistemas

Outubro de 2010 30

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Delta I

• Foram realizados testes da aviônica de guiamento e controle d d l bj ti d lid l ã d t dusando aeromodelo com o objetivo de validar a solução adotada.

• Os testes com alcance reduzido (3 km) foram realizados com sucesso.

Outubro de 2010 31

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Delta I – Características•Envergadura: 1,83 m • Baia de aviônica muito pequena, difícil

acomodação dos equipamentos•Comprimento: 1,37 m•Peso: 3,4 kg•Motor: 10cc

acomodação dos equipamentos

• Baixa capacidade para transportar carga útil (câmeras)

• Autonomia de 20 minutos de vôo

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Delta I – Software da Estação de Controle em Solo

Plano de vôo

Configurações da

Mapa ou foto d iã d

aeronave

da região do vôo

Controles extrasVelocidade do arHorizonte artificial

Controles extras

Outubro de 2010 33Altitude

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Delta I – Estação de controle em solo

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Delta I – Software de gerenciamento de missão

• Mapa da região• Mapa da região• Ajuste em vôo dos ganhos das malhas de controle• 1000 waypoints

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Estudo da Confiabilidade do Segmento Aéreo

Aumentar a confiabilidade do sistema de controle eletrônico de vooembarcado em um VANT por meio da implementação de

d dâ i d b i t il t l t lredundâncias de baixo custo para que o piloto em solo controle oVANT com mais segurança nas seguintes fases de voo:

• decolagem/subida,

• aproximação/pouso.p p

Outubro de 2010 36

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Curva da banheiraComportamento típico para componentes eletrônicos:

Período de Período dePeríodo de mortalidade infantil

Período de deterioração acentuada

Período de vida útilPeríodo de vida útil

Outubro de 2010 37

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Distribuição de probabilidade de falha exponencial:Representa o comportamento de um componente eletrônico operandoRepresenta o comportamento de um componente eletrônico operando na região de taxa de falhas λ constante.

λλ )(t 0 9

1

λλ =)(t

Portanto: 0.7

0.8

0.9R(t)F(t)

tetR λ−=)(0.5

0.6

1=MTTF

)(1)( tRtF −=0.3

0.4

λ=MTTF

0

0.1

0.2

Outubro de 2010 38

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

Tempo (MTTF)

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Diagrama de Blocos de Confiabilidade:Sistemas em série (do ponto de vista da confiabilidade):

,)()( ∏=n

iS tRtR ,∑=n

iS λλ,)()(1

∏=i

iS1∑=i

iS

n 11 ∑=

=i iS MTTFMTTF 1

11

Outubro de 2010 39

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Diagrama de Blocos de Confiabilidade:Sistemas em paralelo (do ponto de vista da confiabilidade):

( )∏n

( )∏=

−−=i

iS tRtR1

)(11)(

Para componentes iguais:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++++=

nMTTFMTTFS

1...31

211

Para componentes iguais:

Outubro de 2010 40

⎠⎝

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Exemplo de predição da taxa de falha do diodo 1N4448W(MIL-HDBK-217F: banco de dados de taxa de falhas de componentes eletrônicos e de f t d j t )fatores de ajuste)

[ ]horasFalhasEQCSTbp610/πππππλλ =

⎤⎡ ⎞⎛

λb = 0,0010 [Falhas/106 horas]

Diodo de montagem em

19,12981

27313091exp =⎥

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

+−=

JT T

πDiodo de montagem em

superfície 1N4448W

πS = 0,42 πC = 1,0 πQ = 5,5 πE = 13 TJ = 30ºC

[ ]horasFalhasp66 10/0357,0135,50,142,019,1100010,0 =××××××= −λ

Outubro de 2010 41

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Diagrama de blocos do sistema de piloto automáticodo VANT MP-Trainerg

Outubro de 2010 42

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Predição da taxa de falha da arquitetura original do controle eletrônico de d VANT MP T i gvoo do VANT MP-Trainerg:

Outubro de 2010 43

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Predição da taxa de falha da arquitetura original do controle l t ô i d d VANT MP T i geletrônico de voo do VANT MP-Trainerg

S b i t Predição da taxa de falhasSubsistema Predição da taxa de falhas (falhas/106 horas)

Piloto automático 20,21

S b d 1 50Servo board 1,50

Receptor de rádio-controle 7,66

4 x Servo-atuadores 52,47

Bateria A 3,02

Bateria B 3,02

Total 87 88Total 87,88

MTTF: 11.379 horas

Outubro de 2010 44

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Identificação de falhas críticas no sistema de controle eletrônico de voo do VANT MP-Trainergdo VANT MP-Trainerg

Predição de confiabilidade dos subsistemas envolvidos

Subsistemas com menor

confiabilidade:confiabilidade: servo-atuador e

piloto automático

Outubro de 2010 45

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Proposta 1: Redundância do sistema de rádio-controle

Circuito de decisão:

< 1,5 ms - Entrada A

> 1,5 ms - Entrada B

Rádio-controle 2 pode controlar diretamente os servo-atuadores independente do piloto automático.

Outubro de 2010 46Predição da taxa de falha da Chave de Segurança: 2,43 falhas/106 horas.

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Proposta 1: Redundância do sistema de rádio controProposta 1: Redundância do sistema de rádio-contro

Taxa de falha do sistema: 57,92 falhas/106 horasMTTF: 16.113 horas

Outubro de 2010 47

MTTF: 16.113 horas

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Proposta 2: Redundância de servo-atuadores

Taxa de falha do sistema: 35,42 falhas/106 horasMTTF 19 788 h

Outubro de 2010 48

MTTF: 19.788 horas

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Proposta 3: Redundância do sistema de rádio-controle e dos servo-t datuadores

Taxa de falha do sistema: 5,48 falhas/106 horas

Outubro de 2010 49MTTF: 33.111 horas

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Síntese dos resultados obtidosSíntese dos resultados obtidos

MTTF Confiabilidade do Propostas MTTF

(horas) sistema em t = 1000 horas

Proposta 0 Arquitetura original 11.379 0,915869Proposta 0 Arquitetura original 11.379 0,915869

Proposta 1Redundância do

sistema de rádio controle

16.113 0,943494rádio-controle

Proposta 2 Redundância de servo-atuadores 19.788 0,964548

Proposta 3

Redundância do sistema de

rádio-controle e 33.111 0,993641

Outubro de 2010 50dos servo-atuadores

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Acionamento da Redundância

Outubro de 2010 51

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Meta 3 Sistema de Apontamento e Imageamento EmbarcadoMeta 3 – Sistema de Apontamento e Imageamento Embarcado

AERONAVE DELTA IIAERONAVE DELTA II

P d C it d Mi ãProva de Conceito da Missão

Outubro de 2010 52

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Aeronave Delta IIAeronave Delta II

• Adquirida uma plataforma aérea com capacidade de carga útil de 10 kg.

• A aeronave será equipada com a aviônica parcialmente testada.A aeronave será equipada com a aviônica parcialmente testada.• Será utilizado um sistema de comunicação de dados de alcance

10 vezes maior do que aquele utilizado na aeronave Delta I.• Será instalado um sistema de imageamento com gimbal e• Será instalado um sistema de imageamento com gimbal e

sistema de transmissão de vídeo de longa distância.• O objetivo será validar a solução de imageamento escolhida.

Outubro de 2010 53

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Aeronave Delta II - Características

• Envergadura: 2,75 m• Comprimento: 2,15 m• Peso: 9,5 kg

• Maior área para instalação dos equipamentos

• Maior capacidade para transportar carga Peso: 9,5 kg• Motor: 50cc gasolina

útil (câmeras e gimbals )

• Maior autonomia de vôo

• Possibilidade de instalação de um geradorPossibilidade de instalação de um gerador de energia acoplado ao motor

Outubro de 2010 54

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA

Sistema de Guiamento e Controle RedundanteSistema de Guiamento e Controle Redundante

Outubro de 2010 55

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Aeronave Delta II – Gimbal

Outubro de 2010 56

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Meta 4 Plataforma Aérea de Asas RotativasMeta 4 – Plataforma Aérea de Asas Rotativas

AERONAVE GAMAAERONAVE GAMA

P d C it d Mi ãProva de Conceito da Missão

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Aeronave Gama

• Foi adquirida uma plataforma aérea de asa rotativa com aviônica de guiamento e controle para testes em campo.

• O objetivo será validar a solução de asa rotativa para aplicações• O objetivo será validar a solução de asa rotativa para aplicações específicas de inspeção detalhada de elementos de linhas de transmissão.Esta solução deverá ter funcionalidade complementar com• Esta solução deverá ter funcionalidade complementar com relação à solução que usa plataforma de asa fixa.

Outubro de 2010 58

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ObrigadoObrigado

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